第二章电网的电流保护与方向性电流保护5.ppt

第二章电网的电流保护和方向性电流保护5 教学目的 掌握整流型功率方向继电器的原理 教学重点 继电器的原理特性 （一） LG-11型功率方向继电器原理接线及其动作条件 反应相间短路的 LG－11型功率方向继电器原理接线， 如图所示。它是按幅值比较原理构成的整流式功率 方向继电器。继电器是由电压形成回路 按环流法构成的幅值比较回路两大部分组成。 电压变换器 YB是一个铁芯带有气隙的谐振变压器。为使YB线圈W1的电抗接近常数，其铁芯带有气隙。一次线圈外串有电容C，其容抗与一次线圈总电抗构成工频串联谐振，故一次侧电流IU与UJ同相位。若忽略铜损、铁损，则磁通 f 也与 IU和UJ同相位。则在二次侧产生的电压K U UJ超前电压出90 ° 即KU的角度 j U＝90 ° 。 电抗变压器DKB的转移阻抗KI的幅角 j I，利用线圈W4上的电阻R j 1和R j 2 来调整。选R j 1时，j I＝45 ° ；选用 R j 2时， j I＝30 ° 。 根据电压形成回路的连接方式，其动作量 A和制动量B分别为 在忽略 U0的理想情况下 根据幅值比较和相位比较的互换关系有 （二） LG-11型功率方向继电器动作区和最大灵敏角 以I J 为参考相量，UJ超前IJ的相角 j J=90 ° - a 或 UJ滞后IJ的相角 j J=-（90 ° - a ）范围内，是 UJ 的动作区。但功率方向继电器的动作区，习惯上常将电压UJ作为参考相量，相对UJ相位变化时，绘出IJ的动作范围如图所示。当电流IJ顺时针旋转落在AB直线上时， j J=90 ° - a 是继电器动作的下边界，而当 IJ逆时针旋转落在直线AB上时， j J=-（90 ° - a ）是继电器动作的上边界。当 IJ落于阴影所示半平面时，则继电器动作，该区域称为功率方向继电器的动作区。 当电流 IJ落在最大灵敏线上（即 j J=- a 时），相量如图所示。由图可知， K U UJ与K I IJ同相位，此时动作量A＝K U UJ +K I IJ最大，制动量B＝K U UJ –K I IJ 最小，故方向继电器最灵敏。所以，称为- a 为功率方向继电器最大灵敏角 j lm。 当 j J= j lm时，继电器动作最灵敏，式（2-7）可写为 当 IJ足够大，即K I IJ＞K U UJ，上式中的绝对值符号可去掉 由此式可看出，有一个使功率方向继电器动作的最小电压，称为方向继电器最小动作电压： 由于功率方向继电器存在一最小动作电压Udz.min,所以在靠近母线的某一段线路上发生三相短路时，使母线残压小于Udz.min，在这段区域内方向继电器不动作，称这段区域为方向继电器的电压“死区”。 由于LG－11型方向继电器的电压变换器 YB采用的是谐振变压器，所以在靠近母线处发生三相短路时，UJ突然降为零，但由于谐振回路里还储藏有电场和磁场能量，故这个谐振回路还要以固有频率继续振荡。直到能量耗尽为止，所以YB二次侧的电压还可保持一段时间，因此，这个串联谐振口路又称“记忆”回路，它有助于消除I段的电压“死区”。  将电压输入端短接，只通入电流时IJ，或将DKB一次开路，只加入电压UJ时，极化继电器线圈上出现动作电压或动电压的现象，称为方向元件潜动。只加电压时有潜动，称为电压潜动，只加电流时有潜动，称为电流游动。JJ线圈上出现动作电压，称为正潜动；JJ线圈上出现制动电压，称为负游动。无论是电流潜动还是电压潜动，严重时都会造成误动、拒动或降低灵敏度。产生潜动的原因，主要是比较回路中参数不对称。为消除电流潜动可调整电阻R2，为消除电压潜动可调整电阻R1。 最后还有一点需提请注意的是，方向继电器中的DKB和YB的一次线圈同名端都标有“*”号，在将继电器分别接入电流互感器和电压互感器二次侧时，必须注意正确连接，否则不能正确判断功率方向。 2.2.3 功率方向继电器的 90 ° 接线方式 （ 1 ）功率方向继电器的接线方式 由于功率方向继电器的主要任务是判断短路功率的方向，因此对其接线方式提出如下要求。 1 ）正方向任何形式的故障都能动作，而当反方向故障时则不动作。 2 ）故障以后加入继电器的电流和电压 应尽可能地大一些。并尽可能使 接近于最大灵敏度角 ，以便消除和减小方向继电器的死区。为了满足以上要求，广泛采用的功率方向继电器接线方式为 90 ° 接线方式。所谓 90 ° 接线方式是指在三相对称的情况下，当 cos? =1 时，加入继电器的